[发明专利]一种自校准型激光收发光轴平行度测量装置及方法

权利要求书

1.一种自校准型激光收发光轴平行度测量装置，它包括反射型光束分析单元（3）、模拟回波源（4）、二维光束指向扫描单元（5）、系统自检光路组件（6）和接收光轴偏移调整单元（7），其特征在于：

所述的用于模拟激光回波的模拟回波源（4）由光纤激光器(401)、光束准直器(402)和孔径光阑(403)组成；所述的系统自检光路组件（6）由一个垂直入射的分光镜（601）、两个45°入射的分光镜（602、603）和一个平面反射镜（604）组成；所述的用于调整模拟回波光束的出射位置以适应不同被测仪器的收发轴偏移量的接收光轴偏移调整单元（7）由两块相互平行的第一平面反射镜（701）和第二平面反射镜（702）组成；

装置光轴自校准实现方式如下：模拟回波源（4）发出的光束B经过垂直入射的分光镜（601）后，一部分作为模拟回波光束C从一号45°入射分光镜（602）透射出去被待测系统接收，另一部分反射后先被二号45°入射分光镜（603）反射至平面反射镜（604），由平面反射镜（604）反射回的光分为两束，一束作为基准光束D入射至反射型光束分析单元（3），另一束经原路返回后又被垂直入射的分光镜（601）反射，经过第一束相同的光路后再次入射至反射型光束分析单元（3）作为自校准光束E，装置正常工作状态下，基准光束D和自校准光束E在反射型光束分析单元（3）中形成的光斑完全重合，如果光路中某一个或几个元件发生偏离，两束光的光斑在反射型光束分析单元（3）上同样会发生偏离，由此实现装置的自校准；

装置光轴平行度测量方式如下，模拟回波源（4）发出的光束B经过二维光束指向扫描单元（5）后，由系统自检光路组件（6）形成相互平行的基准光束D及模拟回波光束C，其中基准光束D入射至反射型光束分析单元（3）形成光斑；模拟回波光束C经接收光轴偏移调整单元（7）出射，被待测系统的激光接收单元（102）所接收；光轴平行度测量时，首先待测系统（1）的激光发射单元（101）出射光束A经过衰减器（2）后入射至反射型光束分析单元（3）中形成光斑，调节待测系统，使光束A聚焦的光斑中心与基准光束D光斑中心重合；调节光轴偏移调整单元（7），使待测系统可以接收到模拟回波光束C，待测系统接收单元（102）有信号输出，驱动二维光束指向扫描单元（5），二维改变模拟回波C的方向并监测待测系统输出信号的强度，记录下待测系统在某一方向上视场两端刚好无输出信号时基准光束D在反射型光束分析单元（3）上形成的光斑扫过的距离，对距离数据进一步计算可得待测系统在此方向上的收发光轴的平行度。

2.一种基于如权利要求1所述装置的激光主动光电仪器收发光轴平行度的测量方法：其特征在于包括以下步骤：

1）启动模拟回波源（4），测量装置将模拟回波源（4）光纤激光器（401）发出的光束B分成基准光束D及模拟回波光束C，其中基准光束D入射至反射型光束分析单元（3）形成光斑，模拟回波光束C经接收光轴偏移调整单元（7）出射；

2）调节待测系统，使待测系统（1）的激光发射单元（101）出射光束A经过衰减器（2）后入射至反射型光束分析单元（3）中形成的光斑与基准光束D的光斑中心重合；

3）调节光轴偏移调整单元（7），使待测系统可以接收到模拟回波光束C，待测系统接收单元（102）有信号输出；

4）驱动二维光束指向扫描单元（5），二维改变模拟回波C的方向并监测待测系统输出信号的强度，记录下待测系统在某一方向上视场两端刚好无输出信号时基准光束D在反射型光束分析单元（3）上形成的光斑扫过的距离a和b；

5）激光主动光电仪器收发光轴在该测试方向上的平行度α为：

其中，f’为反射型光束分析单元（3）中光学镜头（31）的焦距。